最常⽤的12种物联⽹协议和标准
联⽹事物的数量和范围正在迅速扩⼤，2020 年物联⽹连接数⾸次超过⾮物联⽹在线连接数。
根据市场研究公司 IoT Analytics 的数据，2020 年物联⽹连接数为 117 亿，⽽⾮物联⽹连接数为 100 亿，例如智能⼿机和计算机。那⾥的研究⼈员估计，到 2025 年，物联⽹连接的数量将增⾄ 309 亿。
物联⽹协议的可⽤性和扩展，包括 5G 和低功耗⼴域⽹，推动并⽀持了⼤部分增长。
为什么物联⽹协议很重要？
物联⽹的好处和价值来⾃于使组件能够通信；这种通信能⼒是将数据从端点设备通过物联⽹管道传输到中央服务器的原因。
这种通信是通过物联⽹协议进⾏的，该协议确保从端点设备（例如传感器）发送的数据被连接环境中的下⼀步和后续步骤接收和理解，⽆论该数据的下⼀步是发送到另⼀个端点设备还是⽹关或应⽤程序。
简⽽⾔之，物联⽹协议对于物联⽹的存在与事物本⾝⼀样重要。
尽管作为⼀个集体的协议对于物联⽹的运⾏⾄关重要，但协议并⾮都是平等的。 Gartner 分析师兼⾼级研究主管⽐尔·雷(Bill Ray) 表⽰，并⾮所有协议在任何情况下都有效或运作良好。
Ray 指出，有些协议⾮常适合在建筑物中使⽤物联⽹，有些⾮常适合在建筑物之间部署物联⽹，⽽另⼀些则适⽤于国家或全球物联⽹⽤例。
物联⽹中有多少种协议？
有多种可⽤的物联⽹协议，每⼀种都提供某些功能或特性组合，使其优于特定物联⽹部署的其他选项。
每个物联⽹协议都⽀持设备到设备、设备到⽹关或设备到云/数据中⼼的通信——或这些通信的组合。
地理位置和特殊位置、功耗需求、电池供电选项、物理障碍的存在和成本等因素决定了哪种协议在物联⽹部署中是最佳的。
物联⽹架构有哪些不同层次？
⽹络系统是作为技术堆栈构建的；这些通常在参考模型（⼀种框架类型）中可视化，技术⼈员使⽤该模型来概念化数据在整个堆栈中的通信⽅式。
最著名的⼀个是开放系统互连 (OSI) 模型，它列出了七层。从下到上，图层如下：1. 物理
2. 数据链路
3. ⽹络
4. 传输
5. 会话
6. 演⽰
7. 应⽤程序
物联⽹也以多层模型表⽰。虽然有些⼈使⽤OSI七层模型，但其他正在使⽤的模型包括以下内容:
物联⽹也以多层模型表⽰。虽然有些⼈使⽤OSI七层模型，但其他正在使⽤的模型包括以下内容:
• 三层模型：感知、⽹络和应⽤。
• 四层模型：感知、⽀持、⽹络和应⽤。
• 五层模型：感知、传输、处理、应⽤和业务，或物理、数据链路、⽹络、传输和应⽤。
使⽤的互联⽹协议通常会因层⽽异。因此，物联⽹⽣态系统可能有多个协议，不同的协议⽀持不同层的通信，⼀些协议跨层桥接，Info-Tech Research Group基础设施⾸席研究顾问Scott Young表⽰。
例如，蓝⽛和⽆线⽀持最低层的通信，⽽数据分发服务(DDS)和MQTT则在应⽤层⼯作。
最常见的协议
技术⼈员在构建⽹络以服务于其物联⽹⽣态系统时，可以从多种通信协议中进⾏选择。最常见的包括以下⼏种。
1. AMQP
AMQP 是 Advanced Message Queuing Protocol 的缩写，是⼀种开放标准协议，⽤于更多⾯向消息的中间件。因此，⽆论使⽤何种消息代理或平台，它都⽀持系统之间的消息传递互操作性。它提供安全性和互操作性以及可靠性，即使在远距离或在较差的⽹络上也是如此。它⽀持通信，即使系统不能同时可⽤。
2.蓝⽛和BLE
蓝⽛是⼀种使⽤短波长、超⾼频⽆线电波的短距离⽆线技术。它最常⽤于⾳频流，但它也已成为⽆线和连接设备的重要推动者。因此，这种低功耗、低范围的连接选项是个⼈区域⽹络和物联⽹部署的⾸选。
另⼀种选择是低功耗蓝⽛，称为蓝⽛ LE 或 BLE，它是针对物联⽹连接进⾏优化的新版本。正如其名，BLE ⽐标准蓝⽛消耗更少的功率，这使得它在许多⽤例中特别有吸引⼒，例如消费者端的健康和健⾝追踪器以及智能家居设备以及商业端的店内导航。
3.蜂窝
蜂窝是可⽤于物联⽹应⽤的最⼴泛可⽤和众所周知的选项之⼀，它是通信范围更远的部署的最佳选项之⼀。尽管2G 和3G 传统蜂窝标准现在正在逐步淘汰，但电信公司正在迅速扩⼤新⾼速标准的覆盖范围——即 4G/LTE 和 5G。蜂窝提供⾼带宽和可靠的通信。它能够发送⼤量数据，这是许多物联⽹部署的重要能⼒。然⽽，这些功能是有代价的：⽐其他选项更⾼的成本和功耗。
4. CoAP
互联⽹⼯程任务组约束 RESTful 环境⼯作组于 2013 年推出了 CoAP，⽤于约束应⽤协议，将其设计为与基于 HTTP 的物联⽹系统⼀起使⽤。CoAP 依靠⽤户数据报协议来建⽴安全通信并实现多点之间的数据传输。CoAP 通常⽤于机器对机器 (M2M) 应⽤程序，即使存在低带宽、低可⽤性和/或低能耗设备，CoAP 也能让受限设备加⼊物联⽹环境。
5. DDS
Object Management Group (OMG) 为实时系统开发了数据分发服务。 OMG 将 DDS 描述为“以数据为中⼼的连接的中间件协议和API 标准”，解释说“它将系统的组件集成在⼀起，提供低延迟数据连接、极⾼的可靠性和可扩展的架构，业务和任务关键型物联⽹应⽤程序需要。”此 M2M 标准使⽤发布-订阅模式实现⾼性能和⾼度可扩展的实时数据交换。通信协议
6. LoRa 和 LoRaWAN
LoRa，就长距离⽽⾔，是⼀种⾮蜂窝⽆线技术，顾名思义，它提供了长距离通信能⼒。它具有低功耗和安全数据传输功能，适⽤于 M2M 应⽤程序和物联⽹部署。它是⼀项专有技术，现在是 Semtech 射频平台的⼀部分。 Semtech 是其
功能，适⽤于 M2M 应⽤程序和物联⽹部署。它是⼀项专有技术，现在是 Semtech 射频平台的⼀部分。 Semtech 是其创始成员的 LoRa 联盟现在是 LoRa 技术的管理机构。 LoRa 联盟还设计并现在维护 LoRaWAN，这是⼀种基于云的开放协议，使物联⽹设备能够与 LoRa 通信。
7.LWM2M
OMA SpecWorks 将其轻量级 M2M (LWM2M) 描述为“为传感器⽹络和 M2M 环境需求⽽设计的设备管理协议”。该通信协议专为物联⽹环境和其他M2M 应⽤中的远程设备管理和遥测⽽设计；因此，对于处理和存储能⼒有限的低功耗设备来说，这是⼀个不错的选择。
8. MQTT
它于1999 年开发，最初称为消息队列遥测传输，现在只是MQTT。此协议中不再有任何消息队列。MQTT 使⽤发布-订阅架构来启⽤M2M 通信。其简单的消息传递协议适⽤于受限设备，并⽀持多个设备之间的通信。它旨在在低带宽情况下⼯作，例如⽤于不可靠⽹络上的传感器和移动设备。该功能使其成为连接具有⼩代码占⽤空间的设备以及由于带宽限制或不可靠连接⽽具有不同延迟⽔平的⽆线⽹络的普遍⾸选选项。MQTT 最初是⼀个专有协议，现在是连接物联⽹和⼯业物联⽹设备的领先开源协议。
9. ⽆线⽹络
鉴于其在家庭、商业和⼯业建筑中的普遍存在，Wi-Fi 是⼀种常⽤的物联⽹协议。它提供快速的数据传输，并且能够处理⼤量数据。Wi-Fi 特别适合中短距离的LAN 环境。此外，Wi-Fi 的多种标准——在家庭和⼀些企业中最常见的是802.11n——为技术⼈员提供了部署选择。但是，许多Wi-Fi 标准（包括家庭中常⽤的标准）对于某些物联⽹⽤例来说过于耗电，尤其是低功耗/电池供电的设备。这限制了Wi-Fi 作为某些部署的选项。此外，Wi-Fi 的低范围和低可扩展性也限制了其在许多物联⽹部署中使⽤的可⾏性。
10. XMPP
可以追溯到2000 年代初，当时Jabber 开源社区⾸次设计了可扩展消息传递和存在协议⽤于实时⼈与⼈之间的通信，XMPP 现在⽤于轻量级中间件中的 M2M 通信和路由 XML 数据。 XMPP ⽀持在⽹络上的多个实体之间实时交换结构化但可扩展的数据，它最常⽤于⾯向消费者的物联⽹部署，例如智能设备。它是XMPP 标准基⾦会⽀持的开源协议。
11. Zigbee
Zigbee 是⼀种⽹状⽹络协议，专为楼宇和家庭⾃动化应⽤⽽设计，是物联⽹环境中最流⾏的⽹状协议之⼀。 Zigbee 是⼀种短距离和低功耗协议，可⽤于在多个设备上扩展通信。它的范围⽐BLE 长，但数据速率⽐BLE 低。它由Zigbee 联盟监督，提供灵活、⾃组织的⽹格、超低功耗和应⽤程序库。
12. Z波
另⼀个专有选项 Z-Wave 是⼀种基于低功耗射频技术的⽆线⽹状⽹络通信协议。与蓝⽛和 Wi-Fi ⼀样，Z-Wave 允许智能设备通过加密进⾏通信，从⽽为物联⽹部署提供⼀定程度的安全性。它通常⽤于家庭⾃动化产品和安全系统，以及商业应⽤，例如能源管理技术。它在美国以 908.42 MHz ⽆线电频率运⾏；虽然，它的频率因国家⽽异。 Z-Wave 得到 Z-Wave 联盟的⽀持，该联盟是⼀个成员联盟，专注于扩展使⽤ Z-Wave 的设备的技术和互操作性。
选择正确的物联⽹协议
没有⼀种物联⽹通信协议是最好的，也没有任何⼀种适合每种部署。
咨询公司 Protiviti 新兴技术集团董事总经理兼全球负责⼈ Scott Laliberte 表⽰，企业技术⼈员必须根据他们计划中的物联⽹部署的独特情况来确定哪种协议最适合他们的组织。这些决定应权衡⼀系列因素，从连接设备的电⼒需求和这些设备的位置，到部署所在的地理规模和功能，再到部署的安全要求。

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